بحث عن قوى التجاذب وأنواعها

بحث عن قوى التجاذب ، التجاذي يعني التقارب بين الأشياء، وهناك أنواع لقوى التجاذب في حياتنا منها قوى الترابط الجزئية والقوي بين الجزئية ولكل نوع أهمية وأهداف، ومن خلال مقالنا اليوم نقدم بجث شامل عن قوى التجاذب.

بحث عن قوى التجاذب

المادة لها أشكال ثلاث هي العناصر والمركبات والمخاليط، والمعروف عن الجسيمات أنها عبارة عن الجزيئات والأيونات والذرات والتي ترتبط مع بعضها البعض عن طريق قوى متفاوتة القوة، بمعنى أنها من الممكن أن تكون القوة كبيرة في الحالة الصلبة، وتكون متوسطة في الحالة السائلة، وضعيفة في الحالة الغازية.

في بحث عن قوى التجاذب الروابط الكيميائية هي روابط قوية تتكون داخل الجزيء أما الترابط الذي يكون بين الجزيئات يكون ترابط ضعيف طالما أنه خارج الجزيء ، ومن هنا فيكون هناك رابطة كيميائية واحدة هي الرابطة التساهمية.

بحث عن قوى التجاذب أنواع قوى التجاذب

قوى الترابط الجزئية

وهو النوع الأول من أنواع قوى التجاذب والذي يتألف من :

الروابط الأيونية

في بحث عن قوى التجاذب تتكون الروابط الأيونية بين ذرتين مختلفتين في القدرة على إكتساب أو فقد الإلكترونات، وتتشكل بين أيون موجب وأيون سالب، حيث تختلف النسبة بين الأيونات المفقودة والمكتسبة، وتتكون هذه الروابط في أغلب الأحيان بين الفلزات منخفضة طاقة التأين المائلة لفقد الإلكترونات واللافلزات مرتفعة طاقة الألفة.

مثال على ذلك : الارتباط بين أيوني الصوديوم والكلور لتكوين مركب كلوريد الصوديوم؛ فمن خلال هذه العملية يفقد الصوديوم إلكترون ليتحول إلى أيون موجب أحادي؛ بينما يكتسب الكلور إلكترون واحد ليتحول إلى أيون سالب .

Na + Cl → Na + + Cl− → NaCl.

تنتج عن الرابطة الأيونية طاقة تعرف باسم طاقة الرابطة الأيونية وهي عبارة عن طاقة وضع سالبة تتحدد قيمتها على حسب قدر الشحنة المتوفرة في الأيونين وعلى نصف الحجم الذري لكلا منهما، ومن هنا تكون العلاقة بينهما عكسية فكلما نقصت كمية الشحنة كلما زادت طاقة الرابطة الأيونية.

ومن خلال ذلك فإن هناك علاقة طردية بين نصف القطر وبين طاقة الرابطة الأيونية ، ومن هنا فقد أصبح المركب أكثر إستقرارا، ومن هنا فإن العلاقة بينهما تتخلص في أنه كلما نقص نصف القطر الذري الإجمالي للعنصرين كلما قلت طاقة الرابطة الأيونية.

تكسر طاقة الرابطة الأيونية وفصل الأيونين عن طريق طاقة موجبة هي طاقة الترتيب البلوري، وهي الطاقة التي تلزم لتحويل مركب أيوني من الحالة الصلبة إلى أيونات منفصلة غازية الحالة، ويكون الحد الأدنى لطاقة الترتيب البلوري في هذه الحالة مساويًا لطاقة الرابطة الأيونية، وهنا تقل طاقة الترتيب البلوري مع انخفاض قيمة الشحنة أو زيادة نصف القطر الذري الإجمالي.

الروابط التساهمية

تحدث الروابط التساهمية نتيجة لوجود ترابط بين الذرات عن طريق المساهمة بزوج أو عدة أزواج من الإلكترونات، حيث تتسم الذرات في هذه الحالة بمشاركة الإلكترونات حتى تملأ الغلاف الإلكتروني الخاص بها، ومن خلال ذلك فإن قوى الروابط التساهمية تظهر في قوتها مع قوى الروابط الأيونية.

تحدث الروابط التساهمية في أغلب الحالات بين الذرات مرتفعة السالبية الكهربية وذلك يرجع إلى حاجتها إلى طاقة كبيرة حتى تحرك الإلكترونات من الذرة، والتي تتم في أغلب الحالات بين اللافلزات، حيث تصنف إلى روابط أحادية وروابط تساهمية متعددة.

ومن هنا فإن الروابط التساهمية المتعددة هي الروابط التي يتم فيها المساهمة بأكثر من زوج من الإلكترونات، ومن هنا فيتفرع منها عدة أنواع فرعية وهي الرابطة الثنائية، والرابطة الثلاثية.

الروابط الفلزية

الروابط الفلزية تتم بين عنصرين من الفلزات في حالة كانت الذرات متقاربة في الحالة الصلبة  وذلك يرجع إلى أن ذرة الفلز تميل إلى فقد إلكترون واحد على الأقل من ضمن إلكترونات التكافؤ التي يمكن أن نجدها في داخل الغلاف الخارجي الخاص بها، مما يؤدي حدوثها لتكون بلورات معدنية أو بلورية، والتي تتم بين الأيونات الموجبة والإلكترونات الحرة.

ومن هنا فإن قوة الروابط الفلزية تتأثر بثلاثة عوامل وهم: عدد الإلكترونات الحرة، وعدد البروتونات الموجبة، وحجم ذرة الفلزـ ففي حال زادت قوى الجذب يزيد عدد الإلكترونات الحرة فالعلاقة هنا هي علاقة طردية، وهنا ترتفع قوى الجذب أيضًا بزيادة عدد البروتونات الموجبة، وفي نفس الوقت تزيد قوى الجذب كلما صغر حجم ذرة الفلز وهنا فإنها علاقة عكسية.

القوى بين الجزيئية

في بحث عن قوى التجاذب يمكن تقسيم القوى بين الجزيئية من خلال التالي:

قوى التشتت: وهي التي تتكون بين مختلف الجسيمات، وهو نوع مؤقت وضعيف من أنواع قوى التجاذب والذي يتشكل مع حدوث تصادم بين السحب الإلكترونية، ومن هنا فإنه توجد علاقة طردية بين قوى التشتت وبين حجم الجسيمات حيث تزيد قوتها كلما زاد حجم الجسيمات.

الروابط الهيدروجينية: وهي من أضعف أنواع الروابط، وهي نوع خاص من الجذب ثنائي القطب، والتي تتشكل نتيجة لارتباط ذرة هيدروجين مع ذرة مرتفعة السالبية الكهربية مثل ما يحدث مع النيتروجين أو الأكسجين، أو الفلور؛ ففي هذه الحالة يكون الفرق في السالبية مما يؤدي لحدوث استقطاب في الجزيء.

ومن خلال ذلك فإن حدوث الرابطة الهيدروجينية يحتاج إلى وجود ذرات هيدروجين، حيث تمتلك هذه الذرات الأخرى أغلفة إلكترونية تحجب أنويتها وتعوق حدوث الترابط.

الروابط القطبية : وهذه الروابط تنقسم إلى قسمين هما:

1- قوى ثنائية القطبية – ثنائية القطبية: والتي تشير لقوى التجاذب بين الجزيئات القطبية، حيث تتناسب قوى التجاذب في هذه الحالة طرديًا مع حجم الثنائية القطبية أو بمعنى آخر فكلما زاد حجم الثنائية كلما زادت قوة الرابطة.

2- قوى أيون – ثنائية قطبية: وهي عبارة عن قوى تجاذب تحدث بين أيون موجب أو سالب وجزيئة قطبيةـ والتي تعتمد على حجم وشحنة الأيون ومقدار استقطاب الجزيئة، ومن أمثلة ذلك عملية الإماهة التي تحدث بين أيون الصوديوم وشاردة المغنيسيوم.